Wie können so viele verschiedene Arten in einem Ökosystem koexistieren? In einer neuen Studie veröffentlicht in Ökologie, Forscher von Holden Forests & Gardens, der University of California, Davis und der Southern Oregon University enthüllen einen unterschätzten Treiber der Vielfalt in Landschaften: die Bedingungen während der Pflanzenetablierung oder Jahreseffekte. Die Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis von Biodiversitätsmustern und auf das Management von Wiederherstellungsbemühungen.
Forscher wissen seit einigen Jahren, dass eine bepflanzte Gemeinschaft, wie z. B. ein wiederhergestelltes Grasland, stark von den spezifischen Bedingungen beeinflusst werden kann, die während der Pflanzung auftreten. Bedingungen wie Niederschlag, Temperatur, der Hunger der einheimischen Nagetiere in dieser Jahreszeit auf Samen und mehr können nicht nur beeinflussen, welche Pflanzen im ersten Jahr wachsen, sondern auch nachhaltige Auswirkungen darauf haben, welche Arten an diesem Ort überleben und gedeihen.
„Zeit ist wirklich ein unterschätzter Faktor in der Ökologie“, sagt Katie Stuble, Wissenschaftlerin bei Holden Forests & Gardens. „Wir gehen davon aus, dass ökologische Faktoren wie die Artenvielfalt und die Zusammensetzung der Gemeinschaften von Standort zu Standort unterschiedlich sein werden, berücksichtigen jedoch nicht gleichermaßen, wie sich die unterschiedlichen Bedingungen im Laufe der Zeit auf die Gestaltung von Gemeinschaften auswirken können.“
Frühere Studien konzentrierten sich darauf, wie sich das Gründungsjahr auf Ökosysteme auf lokaler Ebene auswirken könnte. Bisher war jedoch nicht bekannt, wie sich diese Effekte auf die Muster der Artenvielfalt in einer Landschaft auswirken würden.
Um diese Lücke zu schließen, errichteten die Forscher über einen Zeitraum von fünf Jahren an drei verschiedenen Standorten eine Reihe sogenannter „Grasland-Mesokosmen“ – Miniaturökosysteme. Jeder Mesokosmos wurde mit Pflanzenarten bepflanzt, bei denen es sich entweder um einheimische Stauden (mehrjährige Arten) oder nicht heimische einjährige Pflanzen (nur ein Jahr lebende Arten) handelte, wobei die Pflanzmethoden und Arten ansonsten Jahr für Jahr konstant blieben.
Anschließend beobachteten die Forscher die Mesokosmen vier bis acht Jahre lang, um zu sehen, wie das Gründungsjahr und der Standort die Zusammensetzung und Vielfalt der Pflanzengemeinschaften beeinflussten.
Sie fanden heraus, dass die mehrjährigen Arten auf die Bedingungen des Pflanzjahres reagierten, was bedeutete, dass die Anpflanzung derselben Mischung von mehrjährigen Pflanzen, sogar am selben Standort, je nach Jahr zu unterschiedlichen Pflanzengemeinschaften führte. Das bedeutet, dass die Anpflanzung derselben Mischung in verschiedenen Jahren tatsächlich die Vielfalt der Landschaft insgesamt erhöht hat.
Bei einjährigen Arten kehrten sich die Trends jedoch um. Einjährige Lebensgemeinschaften sahen an verschiedenen Standorten anders aus, vermutlich aufgrund unterschiedlicher lokaler Bedingungen wie zum Beispiel des Bodens, aber innerhalb der Standorte waren die Auswirkungen der Pflanzjahre verwaschen.
Die Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis der Treiber der Biodiversität. Sie zeigen, dass die Art und Weise, wie Pflanzengemeinschaften entstehen, und der Zeitpunkt der Etablierung einen großen Einfluss auf die Muster der Artenvielfalt in einer Landschaft haben können. Dies gilt insbesondere für Systeme, die von mehrjährigen Arten dominiert werden und in denen das Gründungsjahr die Vielfalt der Pflanzengemeinschaften über viele Jahre hinweg beeinflussen kann.
„Es war wirklich interessant zu sehen, wie das Timing Gemeinschaften prägen und letztendlich die Artenvielfalt in der gesamten Landschaft erhöhen kann“, sagt Stuble.
Durch das Verständnis der Bedeutung der Auswirkungen des Jahres auf Pflanzengemeinschaften können Landverwalter Wiederherstellungsprojekte besser entwerfen und umsetzen, um Vielfalt und langfristige Widerstandsfähigkeit zu fördern. Sie können beispielsweise erwägen, in verschiedenen Jahren zu pflanzen oder Mesokosmen an verschiedenen Standorten zu errichten, um eine größere Vielfalt an Pflanzengemeinschaften in einer Landschaft zu fördern. Durch die Verbesserung unseres Verständnisses der wichtigsten Treiber der Artenvielfalt liefert diese Studie wertvolle Erkenntnisse für die Verwaltung von Wiederherstellungsbemühungen und die Förderung vielfältiger Ökosysteme.
Mehr Informationen:
Chhaya M. Werner et al., Jahreseffekte fördern die Beta-Diversität, jedoch ungleichmäßig zwischen den Pflanzengemeinschaftstypen, Ökologie (2023). DOI: 10.1002/ecy.4188
Zur Verfügung gestellt von Holden Forests & Gardens